深入理解分子热运动与扩散现象：定义、特性及影响因素
第一节 分子的热运动01
扩散现象
定义：不同物质相互接触时相互进入的现象。
扩散现象解释：
①一切物质的分子都在不断地无规则运动；
②分子间存在间隙。
固体、液体和气体中都可以发生扩散，但扩散的速度不同。气体之间的扩散速度最快，固体之间的扩散速度最慢。汽化、升华等物理状态变化过程也是扩散现象。
扩散速率与温度有关。温度越高，分子的不规则运动越剧烈，扩散速度也越快。由于分子的运动与温度有关，这种不规则的运动称为分子的热运动。
02
分子间力
分子间相互作用的吸引和排斥同时存在。
①当分子间距离等于r0（r0=10-10m）时，分子间的吸引力和排斥力相等，合力为0，无外力；
②当分子间距离减小并小于r0时，分子间的吸引力和斥力均增大，但斥力增大较快，斥力大于吸引力，分子间力表现为斥力；
③当分子间距离增大且大于r0时，分子间的吸引力和斥力均减小，但斥力减小得更快。吸引力大于斥力，分子间力表现为重力；
④ 当分子间距离继续增大时，分子间力继续减小。当分子间距离大于10 r0时，分子间作用力变得非常弱，可以忽略不计。
第二节 内能
01
内能
热运动的动能与构成物体的所有分子的分子势能之和，称为物体的内能。
任何物体在任何情况下都具有内能。
02
影响物体内能的因素
①温度
②品质
③材质
03
如何改变物体的内能
做功和传热。
①做事
做功可以改变内能：当对物体做功时，物体的内能增加（机械能转化为内能）。
当物体对外做功时，物体的内能会减少（内能转化为机械能）。
做功改变内能的本质：内能与其他形式的能量（主要是机械能）相互转换的过程。
②热传递
定义：传热是热量从高温物体传递到低温物体或从同一物体的高温部分传递到低温部分的过程。
热量：在热量传递过程中，传递的内能的量称为热量。热量的单位是焦耳。 （热量是一个变化量。我们只能说“吸收热量”或“释放热量”，而不能说“包含”或“拥有”热量。“传递温度”这个术语也是错误的。）
传热过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸热，温度升高，内能增大；
注意
①传热过程中，物体之间发生内能传递，能量的形式不发生改变；
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②传热过程中，如果不考虑能量损失，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量；
③由于传热过程中传递的是能量而不是温度，因此高温物体在传热过程中降低的温度不一定等于低温物体升高的温度；
④传热条件：有温差。如果没有温差，就不会发生热传递。
功和热传递在改变物体的内能方面是等效的。
第三节 比热容
01
比热容
一定质量的物质在温度升高时吸收的热量与其质量与升高温度的乘积之比，称为该物质的比热容。
物理意义：水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)。物理意义为：1kg水的温度升高（或降低）1℃，吸收（或释放）的热量为4.2×103J。
比热容是物质的一种特性。比热容的大小与物体的类型和状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸放热、形状等无关。
水由于比热容大，常被用来调节温度、供暖、冷却剂和散热。
02
如何比较比热容
①质量相同，升温相同。比较吸收的热量（加热时间）：吸收的热量越多，比热容越大。
②质量相同，吸收的热量（加热时间）相同，升温相对：升温慢，比热容大。
热量计算公式
①当温度升高时，用：Q吸力=cm(t-t0)
② 温度降低时使用：Q put = cm(t0-t)
③当只给出温度变化时，用：Q=cm△t
Q——热量——焦耳（J）；
c——比热容——焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃))；
m——质量——千克（kg）；
t——最终温度——摄氏度（℃）；
t0——初始温度——摄氏度（℃）
复习题时注意“raise（lower）到10℃”或者“raise（lower）（to）”
“10℃”，前“10℃”为最终温度（t），后“10℃”为温度变化（△t）。
从公式Q=cm△t可以看出，物体吸收或释放的热量由三个因素决定：物体的比热容、质量和温度变化。
1.下列说法正确的是（ ）
A.物体吸热时，其温度不一定会升高
B、擦黑板时，灰尘飞扬起来。这就是分子的运动。
C.汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
D．山水的沸点为90°C，表明压力越高，沸点越低。
①物理变化是指没有形成新物质的变化。例如，固体冰受热融化成水，液态水蒸发成水蒸气，水蒸气凝结成水，水凝固成冰。水的三态变化，只是形状和状态的变化。没有产生新的物质，所以是物理变化。扩散、聚集、膨胀、压缩、挥发、升华、摩擦生热、铁变成磁铁、通电时发热、发光等都是物理变化。
②化学变化是产生新物质的变化。这叫化学变化，也叫化学反应。化学变化在生产和生活中无处不在。如铁锈、节日烟花、酸碱中和等。
解析
A. 骑自行车时遇到障碍物，踩刹车时，自行车会减速。改变的是自行车的速度，这是一种物理现象。与问题的意思一致；
B. 当日全食发生时，太阳消失。这是光的线性传播现象，也是一种物理现象。与问题的意思一致；
C、寒冷的冬天，盖上电热毯睡觉更暖和。它是电能转化为内能的过程，是一种物理现象。与问题的意思一致；
D、施工现场的钢筋遇雨会生锈，并发生化学变化。这是一种化学现象。不符合问题的意思。
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故选择A、B、C。
2、如图所示，在试管中放入一些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，最后将橡皮塞冲掉。
(1) 请分析这个过程中的能量转换。
(2) 消耗燃料的化学能和橡胶塞获得的机械能哪个更大？并说明理由。
(1)物体做功时，物体的内能增加，如克服摩擦力做功、压缩气体做功等；
(2)物体对外做功时，内能会减少。例如，当气体膨胀做功时，物体的内能减少并转化为机械能。
回答：
(1)如图所示，在试管中放入一些水，用橡皮塞塞住，加热水沸腾，你会看到橡皮塞被冲掉；这是因为水蒸气的膨胀确实做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；
(2)除了转化为胶塞的机械能外，燃料的化学能也转化为水的内能，因此消耗的燃料的化学能大于胶塞获得的机械能；
3、下列说法正确的是（ ）
A.当物体吸热时，其温度必然升高
B.当物体放热时，其温度可能不会改变
C.一块糖溶于水是融化现象
D．冬天玻璃窗上的冰花正在融化的现象
要回答这个问题你需要知道：
(1)物体的内能与温度有关。温度越高，内能越大，分子的热运动越剧烈；
(2)晶体熔化、凝固和液体沸腾时温度不发生变化；
(3)物体由固体变成液体的过程称为熔化，固体放入水中变成液体的过程称为溶解。
解析
A. 当物体吸收热量时，其温度不一定会升高。例如，晶体熔化时吸收热量，但温度不变，所以A错误；
B. 当物体放热时，其温度可能不会改变。例如，晶体凝固时会放出热量，但温度不变，所以B正确；
C、一块糖溶于水就溶解了，故C错误；
D、冬天玻璃窗上的冰花是升华现象，故D错误。
故选B。
4.下列现象属于物理现象的是（ ）
A. 骑自行车时遇到障碍物，刹车，自行车就会减速。
B. 日全食期间，太阳消失
C.寒冷的冬天，用电热毯睡得更暖和
D．建筑工地上的钢筋遇雨会生锈
①物理变化是指没有形成新物质的变化。例如，固体冰受热融化成水，液态水蒸发成水蒸气，水蒸气凝结成水，水凝固成冰。水的三态变化，只是形状和状态的变化。没有产生新的物质，所以是物理变化。扩散、聚集、膨胀、压缩、挥发、升华、摩擦生热、铁变成磁铁、通电时发热、发光等都是物理变化。
②化学变化是产生新物质的变化。这叫化学变化，也叫化学反应。化学变化在生产和生活中无处不在。如铁锈、节日烟花、酸碱中和等。
解析
A. 骑自行车时遇到障碍物，踩刹车时，自行车会减速。改变的是自行车的速度，这是一种物理现象。与问题的意思一致；
B. 当日全食发生时，太阳消失。这是光的线性传播现象，也是一种物理现象。与问题的意思一致；
C、寒冷的冬天，盖上电热毯睡觉更暖和。它是电能转化为内能的过程，是一种物理现象。与问题的意思一致；
D、施工现场的钢筋遇雨会生锈，并发生化学变化。这是一种化学现象。不符合问题的意思。
故选择A、B、C。
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